高一化学第2节石油和煤、重要的烃鲁教版知识精讲

高一高一化学化学第第 2 2 节节 石油和煤、重要的烃石油和煤、重要的烃鲁教版鲁教版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 第 2 节 石油和煤、重要的烃 教学目的： 1. 了解石油的组成，石油产品的广泛用途。 2. 了解加成反应及其不饱和烃的概念。 3. 了解乙烯的物理性质和主要用途，掌握乙烯的化学性质。 4. 了解煤的组成、煤干馏产品的广泛应用。 5. 掌握苯的结构式及其重要的化学性质，了解苯及其同系物在组成、结构性质上的差异。 二. 重点、难点： 乙烯及苯的化学性质 三. 知识分析 石油和煤是复杂的混合物，主要成分都是复杂的有机化合物，并分别被誉为“工业的 血液”和“工业的粮食” 。 （一）石油的炼制 乙烯 （1）石油的炼制 阅读课本回答下列问题： 石油的主要成分是什么？ 什么是石油的分馏？ 石油裂化的目的是什么？ 石油裂解的目的是什么？ （解答：含有不同数目碳原子的烃。将石油加热，沸点低的烃先汽化，蒸气冷凝 后变为液体，随着温度的升高，沸点较高的烃再汽化，再冷凝，这样通过加热和冷凝，把 石油分成不同沸点的产物叫做石油的分馏。提高轻质燃料油特别是汽油的质量。使长 链烃断裂为乙烯、丙稀等小分子烃。 ） （2）乙烯 乙烯是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。 物理性质：无色稍有气味的气体，难溶于水，标准状况下密度为 1.25g/L，略小于空 气。其分子式为 C2H4，结构简式为 CH2CH2，是一种平面型分子，是非极性分子，易溶于 有机溶剂。 化学性质： 氧化反应 a. 乙烯在空气中燃烧火焰呈淡蓝色，并伴有黑烟。 原因是乙烯分子中含碳量较高。 方程式为：C2H43O22CO22H2O b. 乙烯通入紫色的酸性高锰酸钾溶液，可使其退色。说明乙烯可被高锰酸钾氧化。 它的化学性质活泼，可利用此反应区别甲烷和乙烯，但不能除去甲烷中混有的乙烯。 原因是：乙烯被酸性高锰酸钾氧化最终生成二氧化碳和水，生成新的杂质。 加成反应 定义：有机物分子中不饱和的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新物质的反应 称为加成反应。 常温下，乙烯可以使溴水退色，即发生了加成反应。 方程式：CH2CH2Br2CH2BrCH2Br（名称为 1,2二溴乙烷） 此外，在催化剂作用下，乙烯还可以与水蒸汽、氯化氢气体等加成。 方程式：CH2CH2H2OCH3CH2OH(名称为乙醇) 方程式：CH2CH2HClCH3CH2Cl(名称为一氯乙烷) 聚合反应 定义：有机小分子物质生成高分子化合物的反应称为聚合反应。 以加成反应进行的聚合反应又称为加聚反应。 方程式：（名称为聚乙烯）nCHCHCHCH n2222 聚乙烯的分子量很大，相对分子量可达几万到几十万，属于高分子化合物 乙烯的用途： 石油化工中最重要的基础原料之一 制造塑料、合成纤维、有机溶剂等 可用于催熟果实（如苹果，番茄，柠檬等） （二）煤的干馏 苯 1. 煤的干馏 思考： （1）煤的成分是什么？ （2）什么是煤的干馏？简述煤干馏的主要产物及用途。 解答： （1）煤是有机物和无机物组成的复杂混合物。 （2）将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏。 煤干馏的主要产物有三类：炉煤气 煤焦油 焦炭。 炉煤气中的焦炉气主要含有氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳，用作气体燃料、化工原料； 炉煤气中的粗氨水含有氨气、铵盐，用作制氮肥；炉煤气中的粗苯含有苯、甲苯、二甲苯， 用作制炸药、染料、医药、农药、合成材料。 煤焦油中也含有粗苯；还含有酚类、萘，用作制染料、医药、农药、合成材料。 焦炭中含有炭，用作冶金、燃料、合成氨等。 2. 苯 （1）物理性质：无色有特殊气味的、有毒的液体，难溶于水，沸点 80.5，熔点 5.5，苯的晶体是无色的。其分子式为 C6H6，结构简式为： 是一种平面正六边型分子，苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间一种独特的键_，6 个碳氢键也完全相同，是非极性分子，是一种良好的有机溶剂。 （2）化学性质： 苯的燃烧 现象：火焰明亮，并伴有浓烟。 原因：苯分子中含碳量很高。 方程式：2C6H615O212CO26H2O 注：实验表面，苯不能使酸性高锰酸钾溶液退色。 加成反应 苯较烯烃难发生加成反应。 苯与氢气的反应： 在一定的条件下能进行加成反应。跟氢气在镍的存在下加热可生成环己烷 注意：苯比乙烯难进行加成反应，不能与溴水加成反应，但能萃取溴水中的溴而使其退 色。 取代反应 苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物共热到 5560发生反应，苯环上的氢原子被硝基 （NO2）取代，生成硝基苯。 反应方程式： 注意事项： a. 浓硫酸的用途：催化剂、脱水剂 b. 混合酸的配制顺序：浓硫酸加入浓硝酸中 c. 苯环与硝基的连接方式 硝基苯的性质：纯净的硝基苯是一种无色的带有苦杏仁味的液体，密度大于水。不纯 的则显淡黄色，是由于其中溶有 NO2，可将其用 NaOH 溶液通过洗涤、分液来提纯。 （3）苯的用途：用途广泛。可用于生产合成橡胶、合成纤维、塑料、农药、医药、染 料、香料等，还常压作有机溶剂。 练习：写出由甲苯制取 TNT 的化学方程式 【典型例题典型例题】 例 1. 制取一氯乙烷最好的方法是（ ） A. 乙烷和氯气反应B. 乙烯和氯化氢反应 C. 乙烯和氯气反应D. 乙烷和氯化氢反应 解析：烷烃和卤素的取代反应是复杂的反应，常常生成一系列取代产物，而无法得到较 单一的产物，而加成反应则不会发生一系列反应，不会生成一系列产物。乙烯与氯化氢反应， 可以得到较纯净的一氯乙烷。 答案：B 点评：本题考查的是取代反应和加成反应的区别。 例 2. 将 CH4和 C2H4的混合气体 15g 通入盛有足量溴水的容器中，溴水的质量增加了 7g，则混合气体中 CH4和 C2H4的体积比是（ ） A. 1：2B. 2：1C. 3：2D. 2：3 解析：溴水增重原因是溴与乙烯发生了加成反应，增加的质量应是乙烯的质量，即 7g，则 n(C2H4)7g/28g/mol0.25mol，n(CH4)(15g-7g)/16g/mol0.5mol，故 n(C2H4)： n(CH4)2：1。 答案：B 点评：溴水与乙烯加成生成的二溴乙烷是无色液体。 例 3. 下列说法错误的是（ ） A. 汽油是含有 C5C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油 B. 含 C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C. 煤是由有机物和无机物组成的混合物 D. 煤含有苯和甲苯，可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来 解析：从石油分馏可以直接得到汽油，裂化重油液可以得到汽油。煤中不含苯、甲苯， 分离苯和甲苯用分馏即可，干馏是发生化学变化。 答案：D 点评：石油与煤的加工知识要熟练、概念要清楚。 例 4. 下列有关苯、乙烯的比较中，正确的是（ ） A. 分子中所有原子都在同一平面 B. 等质量燃烧时，苯耗氧量多 C. 都能被酸性高锰酸钾溶液氧化 D. 都能与溴水反应 解析：苯分子与乙烯分子均是“平面”型分子；而乙烯含氢量高，故等质量时，耗氧 量高；苯与酸性高锰酸钾溶液、溴水都不反应。 答案：A 点评：苯、乙烯是重要的有机物的代表物，学习时要注意从分子组成、结构、物理性 质、化学性质等多个方面熟练掌握。 【模拟试题模拟试题】 一. 选择题 1. 既要鉴别乙烷和乙烯，又要除去乙烷中的乙烯，最好选用下列试剂中的（ ） A. 酸性高锰酸钾溶液B. 溴水 C. 溴的四氯化碳溶液D. 烧碱溶液 2. 相同质量的乙烯和丙烯具有不同的（ ） A. 碳原子数B. 氢原子数 C. 分子数D. 完全燃烧时的耗氧量 3. 欲制取较纯净的 1，2二氯乙烷，可采取的方法是（ ） A. 乙烯与氯化氢加成 B. 乙烯与 H2加成 C. 乙烷与氯气以 1：2 的体积比在光照下反应 D. 乙烯与氯气加成 4. 10ml 某种气态烃，在 50ml 氧气里充分燃烧，得到液态水和体积为 35ml 的混合气体 （所有气体均在同种状况下测定） ，则该气态烃可能是（ ） A. 甲烷B. 乙烷C. 丙烷D. 丙烯 5. 下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面上的是（ ） A. CH2CHCH3B. CH2CHCHCH2 C. C6H5CHCH2D. CH2C（CH3）CHCH2 6. 某气态的烷烃与烯烃的混合气体 9g，其密度为同状况下 H2密度的 11.25 倍，将混合 气体通足量的溴水，溴水增重 4.2g，则原混合气体中的组成为（ ） A. 甲烷、乙烯B. 乙烷、乙烯 C. 甲烷、丙烯D. 乙烷、丙烯 7. 下列变化中，属于化学变化的是（ ） A. 石油的分馏B. 裂解C. 汽油的挥发D. 干冰升华 8. 下列说法正确的是（ ） A. 把煤加强热使之分解的过程叫干馏 B. 煤的干馏属于化学变化 C. 煤的干馏是获得芳香烃（含有苯环的烃）的一种重要来源，芳香烃主要存在于焦炉 气中 D. 由煤可以制化肥、炸药、医药、农药、染料等 9. 能说明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替的事实是（ ） A. 苯的一元取代物没有同分异构体 B. 苯的邻位二元取代物只有一种 C. 苯的间位二元取代物只有一种 D. 苯的对位二元取代物只有一种 10. 1mol 乙烯与氯气发生加成反应，反应完全后再与氯气发生取代反应，整个过程中氯 气最多消耗（ ） A. 3molB. 4molC. 5molD. 6mol 二. 填空题 11. 除去括号内的杂质，填上适宜的试剂和提纯方法 （1）乙烯（CO2）_； （2）苯（Br2）_。 12. 某烷烃是由烯烃与 H2加成后的产物，这种烯CHCHC H CH C H CH C CH CH CH 32 333 3 3 | | 烃可能有_种结构。 三. 实验题 13. 在实验室用下图装置制取溴苯，回答： （1）烧瓶 A 中装有_、_和铁粉，铁粉在反应中是 _。 （2）未加入铁粉时溴溶于苯不反应，当加入铁粉后观察到 A 中反应混合物逐渐沸腾， B 管中有红棕色的蒸气。C 出口附近有白雾。导管 B 起_和_的作用。导管 C 不插入水中是因为_。 （3）反应完毕，向锥形瓶中滴入 AgNO3溶液，有_生成；烧瓶 A 中的液体倒入 盛水烧杯中烧杯底部有褐色不溶于水的油状物生成。 （4）纯净的溴苯无色液体，密度大于水。不纯的则显褐色，是由于其中_，可 将其用_溶液通过洗涤、_来提纯。 （5）完成该反应的化学方程式： _。 四. 计算题 14. 3.9g 的某烃完全燃烧后生成物通入石灰水，完全反应后有 30g 沉淀生成，又